高二物理飞英杯竞赛测试题

2010年湖州市第十一届飞英杯高中物理竞赛高二卷(注:本卷共20题，总分为120分，考试时间90分钟，g=10m/s 2，请做在答题卷上)一、选择题（每题4分，共60分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分）1．在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态。

现对B 加一竖直向下的力F ，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3。

若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中A ．F 1保持不变，F 3缓慢增大B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变2．物体做自由落体运动，E k 代表动能，E p 代表势能，h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面。

下列所示图像中，能正确反映各物理量之间关系的是3．如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°，质量分别为2m 和m 的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接（不计滑轮的质量和摩擦），分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放．则在上述两种情形中，以下正确的有A ．质量为2m 的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B ．质量为m 的滑块均沿斜面向上运动C ．绳对质量为ｍ滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D ．系统在运动中机械能均守恒4．如图所示，在一光滑水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2，中间用一原长为l 、劲度系数为k 的轻质弹簧连结起来，木块1和2分别受到方向相反的拉力F 1和F 2，与轻质弹簧沿同一水平直线，且F 1>F 2。

当两木块一起稳定运动时，两木块之间的距离是 A. 1F l k +B. 2F l k +C. 112212()m F m F l m m k +++D. 211212()m F m F l m m k+++ 5．如图所示，平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动，经过半径为R 、磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E 与导体棒位置x 关系的图像是EOA2BR vE OB2BR v E OCBR v EODBRvEAkEBE CED6．如图所示，空间存在一个竖直向下的匀强电场，一个带负电的小球以大小为0v 的初速度由A 端向右运动，到F 端时的速度减小为F v ; 若以同样大小的初速度由F 端向左运动，到A 端时的速度减小为A v 。

已知BC 、DE 为两段圆弧面，A 到F 是一段粗糙轨道，小球运动过程中始终未离开该轨道，在B 、C 、D 、E 四连接处不损失能量。

比较A v 、F v 的大小，结论是A.A v ＞F vB.F A v v =C. A v ＜F vD.无法确定7．据报道，我国数据中继卫星“天链一号0l 星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道。

关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是A ．运行速度大于7.9 km ／sB ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C ．离地面高度一定，相对地面静止D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 8．有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。

例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。

举例如下：如图所示。

质量M 为倾角为θ的滑块A 放于水平地面上。

把质量为m 的滑块B 放在A 的斜面上，忽略一切摩擦，有人求得B 相对地面的加速度a ＝2sin sin M mg M m θθ++，式中g 为重力加速度。

对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。

他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。

但是，其中有一项是错误．．的。

请你指出该项。

A ．当θ=0时，该解给出a ＝0，这符合常识，说明该解可能是对的 B ．当θ＝90°时，该解给出a ＝g ，这符合实验结论，说明该解可能是对的C ．当M>>m 时，该解给出a ＝gsin θ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的D ．当m>>M 时，该解给出θsin ga =，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 9．一个T 型电路如图所示，电路中的电阻110R =Ω,23120,40R R =Ω=Ω.另有一测试电源，电动势为100V ，内阻忽略不计．则A.当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40ΩB. 当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40ΩC. 当ab 两端接通测试电源时， cd 两端的电压为80 VD. 当cd 两端接通测试电源时， ab 两端的电压为80 V10．如图，在真空中一条竖直向下的电场线上有两点a 和b 。

一带电质点在a 处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b 点时速度恰好为零。

则下面说法正确的是A ．a 点的电场强度大于b 点的电场强度B ．质点在b 点所受到的合力一定为零C ．a 点的电势高于b 点的电势D ．带电质点在a 点的电势能大于在b 点的电势能 11．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（a）（b）A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势12．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量13．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S读数分别为U1和U2；I1、I2和I3。

现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大14．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC，则下列关系中正确的有A．φA＞φB＞φC B．E C＞E B＞E AC．U AB＜U BC D．U AB＝U BC15．匀强电场中有a、b、c三点．在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°,电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2V、(2V和2 V．该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为A．(2V、(2V B．0 V、4 V C．(23-V、(23+D．0 V二、填空题（每空6分，共18分）16.同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L1（6V，1.5W）、L2（6V，10W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。

（1）他分别将L1、L2接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，发现灯泡均能正常发光。

在图（b）中用笔画线代替导线将电路连线补充完整。

（2）接着他将L1和L2串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动bc滑动变阻器的滑片P ，当电压表示数为6V 时，发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮，出现这种现象的原因是 ▲ 。

17.如图所示，半径为r 的铅球内有一半径为2r的球形空腔，其表面与球面相切，此铅球的质量为M ，在铅球和空腔的中心连线上，距离铅球中心L 处有一质量为m 的小球（可以看成质点），则铅球小球的引力为 ▲ 。

三、计算题：（共42分）18. (14分)如图所示为某一电路的俯视图，空中存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ，在同一水平面上固定着平行金属轨道MN 和PQ ，两轨道间的距离为l 。

金属杆ab 沿垂直轨道方向放置在两轨道上，金属杆ab 在MN 和PQ 间的电阻为r ，且与轨道接触良好。

与两轨道连接的电路中有两个阻值相同的电阻R 1和R 2，且R 1=R 2=R ，电阻R 2与一电容器串联，电容器的电容为C ，轨道光滑且不计轨道的电阻。

若金属杆ab 在某一水平拉力的作用下以速度v 沿金属轨道向右做匀速直线运动，那么在电路稳定后，试求： ⑪流过电阻R 1的电流为大小；⑫电容器的带电量；⑬这个水平拉力及其功率。

19. (14分) 金属硬杆轨道“ABCDEFGHIP”固定置于竖直平面内，CDE 、FGH 两半圆形轨道半径分别为a 、2a ，足够长的PI 、AB 直轨与水平均成θ=37°，一质量为m 的小环套在AB 杆上，环与BC 、EF 、HI 水平直杆轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1，其中BC=a 、EF=2a 、HI=3a ，其他轨道均光滑，轨道拐弯连接处也光滑，环通过连接处时动能损失忽略不计，现环在AB 杆上从距B 点6a 处的地方无初速释放．已知sin37°=0.6，试求：（1）从释放到第一次到达B 所用的时间；（2）第一次过小圆道轨最高点D 时，环对轨道的作用力； （3）小环经过D 的次数及环最终停在什么位置？20. (14分)在显示器中，用到了电场和磁场对电荷运动的控制，下图为一个利用电场、磁场对电荷运动控制的模型图，在区域I 中的P 1 P 2分别为加速电场的正负两极板，P 2中央有一小孔，两极板竖直平行正对放置，开始加有大小为U 电压。

区域II 中有一以l 及l '为边界的竖直向下的匀强电场。

在区域III 中有一以l '为左边界垂直于纸面的匀强磁场。

现有一带正电的粒子（重力不计），质量为m,电量为q ，从极板P 1由静止开始沿中轴线O O '方向进入区域II ，从边界l '的P 点离开区域II ，此时速度与水平方向夹角α=30o。

若两极板所加电压改为U ',其它条件不变,粒子则从边界l '的Q 点离开区域II ，此时速度与水平方向夹角β=60o。

已知PQ 两点的距离为d 。

⑪.求U '和区域II 中电场强度E 的大小⑫.若两次进入区域III 的粒子均能回到边界l '上的同一点，求区域III 中磁场的磁感应强度B 的大小和方向（磁场足够宽）22010年第十一届飞英杯高中物理竞赛二、填空题（每空6分，共18分）16．(1)(2).17．三、计算题（共42分）18.(14分)解19.(14分)解:20.(14分)解:2010年湖州市第十一届飞英杯高中物理竞赛·高二卷·答案一、选择题（每题4分，共60分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分）二、填空题（每空6分，共18分）16．(1) (2)由于R L 2比R L 1小得多，灯泡L 2分得的电压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光。